tamaño del núcleo para transformador de baja frecuencia

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He leído que para los transformadores que funcionan a bajas frecuencias, se necesita un núcleo más grande. Estoy tratando de calcular el tamaño del núcleo para un transformador monofásico que funciona a 2Hz.

No tengo un ejemplo físico de un transformador, pero he hecho una simulación de un transformador usando Femm que me da un valor para el flujo en Telsa.

Apreciaría si alguien pudiera comentar o corregir mi método para encontrar el tamaño de núcleo ideal del transformador. Pensé que se aplicaría esta fórmula para encontrar el voltaje inducido en la bobina secundaria:

voltaje inducido = 4.44fNAB

Donde

  • f = frecuencia en Hz
  • N = número de vueltas en la bobina secundaria
  • A = sección transversal del área central en metros
  • B = flujo en el núcleo en Tesla

Mi bobina principal es un alambre de 0.5 mm de diámetro con 400 vueltas

  • Resistencia de la bobina P: 5.3695271 ohmios
  • Corriente de la bobina P: 1.5 amperios
  • Voltaje de la bobina P: 8.05429 voltios
  • Potencia de la bobina P: 12.08144 vatios

Me gustaría suponer por el momento que el transformador es un transformador "perfecto" sin pérdidas de núcleo, solo facilitaré mi comprensión por el momento. Mis preguntas -

¿Es esta la fórmula correcta para usar?

y

Si la fórmula anterior me da un valor para el voltaje inducido en la bobina secundaria que es igual a un valor de Watts más bajo en la bobina secundaria que en la bobina primaria, ¿significa esto que el núcleo del transformador es demasiado pequeño para la frecuencia? / p>     

pregunta EddieP

3 respuestas

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He leído que para los transformadores que funcionan a bajas frecuencias, un   se necesita un núcleo más grande.

Corregir cuando se compara con un transformador que opera a una frecuencia más alta pero con el mismo voltaje de línea. Esto se debe a problemas de saturación del núcleo. En general, un transformador de 240 V CA a 50 Hz que funciona a 5 Hz no debería tener más de 24 V CA aplicados (por ejemplo).

  

Pensé que esta fórmula para encontrar el voltaje inducido en el   bobina secundaria se aplicaría

El voltaje inducido en el secundario está relacionado con la relación de los giros entre primario y secundario con un par de condiciones: -

  1. Los componentes primarios de fuga (como la pérdida de cobre) no son lo suficientemente significativos como para "dejar caer" mucho voltaje. Cualquier caída de votos aquí resulta en una disminución del voltaje aplicado realmente a los giros "útiles" en el primario.
  2. El acoplamiento entre primario y secundario está cerca del 100%. La pérdida de acoplamiento significa pérdida de voltaje secundario y aumento de los componentes de fuga en el secundario y esto tiene más efecto en las condiciones de carga.
  

¿Es esta la fórmula correcta para usar?

No, debes tener en cuenta la relación de giros y los otros puntos mencionados anteriormente.

  

Si la fórmula anterior me da un valor para el voltaje inducido en el   Bobina secundaria que equivale a un valor de vatios más bajo en la bobina secundaria   que en la bobina primaria, ¿significa esto que el núcleo del transformador es   demasiado pequeño para la frecuencia?

También puede significar que las pérdidas de cobre son significativas. También puede significar que las pérdidas por corrientes de Foucault son significativas. Puede significar que el acoplamiento no es excelente y sí, también puede significar que el núcleo podría estar saturándose.

    
respondido por el Andy aka
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La tecnología de transformador convencional se acerca rápidamente a ser impráctica a medida que disminuye la frecuencia. ¿No está claro si esta es una pregunta práctica o simplemente teórica / especulativa? Tampoco está claro si esta es una aplicación de SEÑAL, o una aplicación de POWER? Si necesita aislamiento galvánico de una SEÑAL de 2Hz, hay maneras más eficientes y económicas de lograrlo que los transformadores tradicionales de núcleo de hierro. Y si está hablando de POTENCIA a 2Hz, puede ser más práctico corregir la alimentación a CC, ya que es bastante difícil lidiar con 2Hz.

    
respondido por el Richard Crowley
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Los núcleos están dimensionados por la capacidad de VA y V / f es constante.

Puede (desear) repensar su solución y probar algo más como un transformador conmutado de clase D a 20kHz.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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